Аналіз впливу експлуатаційних факторів на надійність елементів парової турбіни К-100-130.
Автор: Соловей Петро Русланович
Кваліфікаційний рівень: магістр
Спеціальність: Теплоенергетика
Інститут: Інститут енергетики та систем керування
Форма навчання: денна
Навчальний рік: 2022-2023 н.р.
Мова захисту: англійська
Анотація: Соловей П. Р., Семерак М. М. (керівник). Аналіз впливу експлуатаційних факторів на надійність елементів парової турбіни К-100-130. Магістерська кваліфікаційна робота. – Національний університет «Львівська політехніка», Львів, 2022. Розширена анотація. Однією з основних проблем сучасної теплоенергетики незмінно залишається корозія елементів металевих конструкцій. Вона заподіює значну шкоду обладнанню енергетики та вимагає своєчасного діагностування та його ремонту. До традиційних пошкоджень (1 категорія) різноманітних елементів пароводяного тракту ТЕС енергоблоків відносять наступні: 1. Киснева корозія труб водяних економайзерів котлів зі сторони їх внутрішньої поверхні та зольний знос цих труб зі сторони їх зовнішньої поверхні. 2. Пошкодження парогенераторних паропроводів котлів, спричинені однією або кількома із наступних причин: порушення циркуляції; утворення накипу; тривалий або короткочасний перегрів; внутрішня корозія; зовнішня газова корозія; корозія, яка завершується корозійно-термічною втомою. 3. Пошкодження труб пароперегрівачів (ПП) в результаті тривалого або короткочасного перегріву, повзучості, зниження довготривалої міцності, пароводяної корозії, термічної втоми, високотемпературної газової корозії, дефектів зварювання, зольного зносу. 4. Руйнування паропроводів високого тиску і вторинної пари внаслідок розвитку процесів повзучості, вичерпування довготривалої міцності або ресурсу металу, високих компенсаційних напружень, високих швидкостей нагрівання або охолодження, гідроудару, внаслідок не відрегульованого опорно-підвісної системи. 5. Розтріскування внаслідок зниження вмісту цинку в латунних трубках конденсаторів турбін і підігрівачів низького тиску схеми регенеративного підігрівання конденсату турбін. 6. Пошкодження частин проточної частини парових турбін з таких причин: повзучість; малоциклова втома; корозійне розтріскування; загальна або виразкова корозія; ерозійний знос. Таким чином проведений аналіз заходів запобігання та боротьби з корозією котлового устаткування виявив ключові процеси, які потребують постійного контролю, щоб убезпечити котлове устаткування від дочасних пошкоджень. У магістерській кваліфікаційній роботі розглянуто питання корозії у теплообміннику котла ТП-100, а також корозійні, ерозійні та втомні пошкодження лопаток парової турбіни. Проведені фрактографічні дослідження дали змогу розкрити особливості механізмів і зародження, і докритичного поширення руйнування в сталі 20Х13 у вихідному стані та після експлуатації, після її випробувань на багато циклову втому в повітрі та в модельному корозивному середовищі. Продемонстровано, що за випробувань експлуатованої сталі на втому у модельному середовищі на її зламі переважав міжзеренний механізм руйнування. Це вважали фрактографічною ознакою експлуатаційної деградації сталі, яка доводить, що впродовж тривалої експлуатації зв’язки між суміжними зернами слабшають. Об’єкт дослідження – процеси корозії в парогенераторі котла ТП-100 та лопаток парових турбін. Предмет дослідження – парогенератор котла ТП-100 та лопатки парової турбіни. Мета дослідження: дослідження проблеми корозії у парогенераторі, теплообмінних трубах та лопатках парових турбін, а також виявлення корозійних пошкодженнь, причини утворення та методи запобігання їй. У результаті роботи зроблено висновки про доцільність своєчасного огляду енергетичного обладнання, за результатами фрактографічних досліджень зламів зразків сталі 20Х13 у вихідному стані та після експлуатації, випробуваних на втому в повітрі та в модельному корозивному середовищі, розкрито особливості зародження і докритичного поширення руйнування. За випробувань експлуатованої сталі у середовищі на її зламі переважав міжзеренний механізм руйнування як наслідок її експлуатаційної деградації. Це важливий чинник полегшення руйнування лопаток, зокрема за їх перевантажень, пов’язаних із зупинками блоків, які останнім часом значно почастішали. А також виявили значні фазові перетворення, зумовлені дифузійним перерозподілом хрому та вуглецю з виділенням карбідів хрому вздовж меж колишніх зерен аустеніту, металографічні дослідження сталі 20Х13 мартенситного класу після тривалої експлуатації (300 тис. годин) в лопатках ротора низького тиску парової турбіни. Внаслідок цих структурно-фазових перетворень вміст хрому в примежових ділянках зерен знижувався, що сприяло окрихченню сталі і впливало на її здатність експлуатуватися у технологічному середовищі з корозійно-активними компонентами.